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Escuela Superior Dr. José M. Lázaro
Distrito Escolar Carolina
Biografías de Científicos
Importantes
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Índice
John Dalton.
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.pág. 3
Joseph John Thomson
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Ernest Rutherford .
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Niels Bohr .
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ErwinSchrödinger .
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Werner Heinsenberg
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. pág.20
Dmitri Mendeléev .
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.pág. 23
John Alexander Reina Newlands
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. pág.27
Johann Wolfgang Döbereiner
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. pág.30
Chan Courtois
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.pág. 32
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John Dalton
Eaglesfield, Gran Bretaña, 1766-Manchester, 1844) Químico y físico británico. A la
edad de 26 años (1792), Dalton descubrió que ni él ni su hermano eran capaces de
distinguir los colores. Le regaló a su madre unas medias (que él creía azules) y ella le
preguntó sorprendida cuál era la razón por la que le daba unas medias de color
escarlata, que no era apropiado para una mujer cuáquera.
En su primer artículo científico importante, John Dalton proporcionó una descripción
científica sobre este fenómeno que posteriormente se conoció con el nombre de
daltonismo. En 1802 estableció su ley de las presiones parciales (Ley de Dalton).
Cuando dos fluidos elásticos A y B se mezclan, no hay repulsión entre una partícula de
A y otra de B, pero sí entre una partícula de B y otra partícula de B. También estableció
una relación entre la presión de vapor y la temperatura. Su interés en los gases se
derivaba de su afición a los estudios meteorológicos: siempre llevaba consigo sus
aparatos del tiempo allí donde fuese, realizando a lo largo de su vida más de
doscientas mil observaciones que anotaba en su diario constantemente. Gracias a
estas observaciones, su mente analítica pudo encontrar relaciones numéricas entre los
datos.
En 1803, mientras trataba de explicar su ley de presiones parciales, comenzó a
formular su mayor contribución a la ciencia: la teoría atómica. Se encontraba
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estudiando la reacción del óxido nítrico con oxígeno cuando descubrió que la reacción
podía tener lugar con dos proporciones diferentes: a veces 1:1,7 y otras 1;3,4 (en
peso). Ello llevó a Dalton a establecer la ley de las proporciones múltiples, que dice que
los pesos de dos elementos siempre se combinan entre sí en proporciones de números
enteros pequeños. En ese mismo año, publicó su primera lista de pesos atómicos y
símbolos. Los resultados fueron comunicados oralmente y publicados en un libro en
1808, su trabajo más famoso: A New System of Chemical Philosophy, Part I. En él
adoptó la idea de átomo y dibujó partículas individuales para ilustrar las reacciones
químicas.
No todo el mundo aceptaba la nueva teoría y en 1810 publicó la segunda parte,
proporcionando nuevas evidencias empírica aunque fue miembro de la Real Sociedad
desde 1822 y en 1825 recibió la medalla de esta sociedad científica por su trabajo en la
teoría atómica, Dalton siempre se consideraba a sí mismo sobre todo un docente, que
se ganó la vida dando clases y conferencias hasta 1833, cuando fue premiado con una
pensión civil anual.
El 27 de julio de 1844 falleció de un ataque al corazón. Según su deseo, tras su muerte
se le practicó la autopsia para determinar la causa de lo que luego se llamó daltonismo.
Su último experimento demostró que el daltonismo no es un problema del ojo mismo,
sino que estaba causado por alguna deficiencia del poder sensorial.
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Joseph John Thomson
Cheetham Hill, Reino Unido, 1856-Cambridge, id., 1940) Físico británico. Hijo de un
librero, Joseph John Thomson estudió en Owens College, más tarde en la Universidad
de Manchester y en el Trinity College de Cambridge. Se graduó en matemáticas en
1880, ocupó la cátedra Cavendish y, posteriormente, fue nombrado director del
laboratorio de Cavendish en la Universidad de Cambridge.
Thomson investigó la naturaleza de los rayos catódicos y demostró que los campos
eléctricos podían provocar la desviación de éstos y experimentó su desviación, bajo el
efecto combinado de campos eléctricos y magnéticos, buscando la relación existente
entre la carga y la masa de las partículas, proporcionalidad que se mantenía constante
aun cuando se alteraba el material del cátodo.
En 1897 descubrió una nueva partícula y demostró que ésta era aproximadamente mil
veces más ligera que el hidrógeno. Esta partícula fue bautizada por Stoney con el
nombre de electrón. Joseph John Thomson fue, por tanto, el primero que identificó
partículas subatómicas y dio importantes conclusiones sobre esas partículas cargadas
negativamente. Con el aparato que construyó obtuvo la relación entre la carga eléctrica
y la masa del electrón.
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Thomson examinó además los rayos positivos, estudiados anteriormente por E.
Goldstein, y en 1912 descubrió el modo de utilizarlos en la separación de átomos de
diferente masa. El objetivo se consiguió desviando los rayos positivos en campos
eléctricos y magnéticos, método que en la actualidad se llama espectrometría de
masas. Con esta técnica descubrió que el neón posee dos isótopos, el neón-20 y el
neón-22.
Todos estos trabajos sirvieron a Thomson para establecer un modelo de la estructura
del átomo, aunque incorrecto, pues el suponía que las partículas cargadas
positivamente se encontraban mezcladas homogéneamente con las negativas.
Thomson recibió el premio Nobel de Física en 1906 por sus estudios acerca del paso
de la electricidad a través del interior de los gases. Calculó la cantidad de electricidad
transportada por cada átomo y determinó el número de moléculas por centímetro
cúbico.
Escribió varias obras, entre las que destacan: The Discarge of Electricity Through
Gases, Conduction of Electricity Through Gases, The Corpuscular Theory of Matter,
The Electron in Chemistry y Recollections and Reflections. En 1937, su hijo George
obtuvo también el Premio Nobel de Física por el descubrimiento de la difracción de los
electrones.
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Ernest Rutherford
(Nelson, Nueva Zelanda, 1871-Londres, 1937) Físico y químico británico. Tras
licenciarse, en 1893, en Christchurch (Nueva Zelanda), Ernest Rutherford se trasladó a
la Universidad de Cambridge (1895) para trabajar como ayudante de JJ. Thomson.
En 1898 fue nombrado catedrático de la Universidad McGill de Montreal, en Canadá. A
su regreso al Reino Unido (1907) se incorporó a la docencia en la Universidad de
Manchester, y en 1919 sucedió al propio Thomson como director del Cavendish
Laboratory de la Universidad de Cambridge.
Por sus trabajos en el campo de la física atómica, Ernest Rutherford está considerado
como uno de los padres de esta disciplina. Investigó también sobre la detección de las
radiaciones electromagnéticas y sobre la ionización del aire producida por los rayos X.
Estudió las emisiones radioactivas descubiertas por H. Becquerel, y logró clasificarlas
en rayos alfa, beta y gamma.
En 1902, en colaboración con F. Soddy, Rutherford formuló la teoría sobre la
radioactividad natural asociada a las transformaciones espontáneas de los elementos.
Colaboró con H. Geiger en el desarrollo del contador de radiaciones conocido como
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contador Geiger, y demostró (1908) que las partículas alfa son iones de helio (más
exactamente, núcleos del átomo de helio) y, en 1911, describió un nuevo modelo
atómico (modelo atómico de Rutherford), que posteriormente sería perfeccionado por
N. Bohr.
Según este modelo, en el átomo existía un núcleo central en el que se concentraba la
casi totalidad de la masa, así como las cargas eléctricas positivas, y una envoltura o
corteza de electrones (carga eléctrica negativa). Además, logró demostrar
experimentalmente la mencionada teoría a partir de las desviaciones que se producían
en la trayectoria de las partículas emitidas por sustancias radioactivas cuando con ellas
se bombardeaban los átomos.
Los experimentos llevados a cabo por Rutherford permitieron, además, el
establecimiento de un orden de magnitud para las dimensiones reales del núcleo
atómico. Durante la Primera Guerra Mundial estudió la detección de submarinos
mediante ondas sonoras, de modo que fue uno de los precursores del sonar.
Asimismo, logró la primera transmutación artificial de elementos químicos (1919)
mediante el bombardeo de un átomo de nitrógeno con partículas alfa. Las
transmutaciones se deben a la capacidad de transformarse que tiene un átomo
sometido a bombardeo con partículas capaces de penetrar en su núcleo. Muy poco
después de su descubrimiento se precisaron las características de las transmutaciones
y se comprobó que la energía cinética de los protones emitidos en el proceso podía ser
mayor que la de las partículas incidentes, de modo que la energía interna del núcleo
tenía que intervenir la transmutación. En 1923, tras fotografiar cerca de 400.000
trayectorias de partículas con la ayuda de una cámara de burbujas (cámara de Wilson),
Blackett pudo describir ocho transmutaciones y establecer la reacción que había tenido
lugar.
Rutherford recibió el Premio Nobel de Química de 1908 en reconocimiento a sus
investigaciones relativas a la desintegración de los elementos. Entre otros honores, fue
elegido miembro (1903) y presidente (1925-1930) de la Royal Society de Londres y se
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le concedieron los títulos de sir (1914) y de barón Rutherford of Nelson (1931). A su
muerte, sus restos mortales fueron inhumados en la abadía de Westminster.
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Niels Bohr
Niels Henrick David Bohr; Copenhague, 1885 - 1962) Físico danés. Considerado como
una de las figuras más deslumbrantes de la Física contemporánea y, por sus
aportaciones teóricas y sus trabajos prácticos, como uno de los padres de la bomba
atómica, fue galardonado en 1922 con el Premio Nobel de Física, "por su investigación
acerca de la estructura de los átomos y la radiación que emana de ellos".
Cursó estudios superiores de Física en la Universidad de Copenhague, donde obtuvo
el grado de doctor en 1911. Tras haberse revelado como una firme promesa en el
campo de la Física Nuclear, pasó a Inglaterra para ampliar sus conocimientos en el
prestigioso Cavendish Laboratory de la Universidad de Cambridge, bajo la tutela de sir
Joseph John Thomson (1856-1940), químico británico distinguido con el Premio Nobel
en 1906 por sus estudios acerca del paso de la electricidad a través del interior de los
gases, que le habían permitido descubrir la partícula bautizada luego por Stoney (18261911) como electrón.
Precisamente al estudio de los electrones estaba dedicada la tesis doctoral que
acababa de leer el joven Bohr en Copenhague, y que había llevado a territorio británico
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con la esperanza de verla traducida al inglés. Pero, comoquiera que Thomson no se
mostrara entusiasmado por el trabajo del científico danés, Bohr decidió abandonar el
Cavendish Laboratory y marcharse a la Universidad de Manchester, donde aprovechó
las enseñanzas de otro premio Nobel, Ernest Rutherford (1871-1937), para ampliar sus
saberes acerca de la radiactividad y los modelos del átomo.
A partir de entonces, entre ambos científicos se estableció una estrecha colaboración
que, sostenida por firmes lazos de amistad, habría de ser tan duradera como fecunda.
Rutherford ,había elaborado una teoría del átomo que era totalmente válida en un plano
especulativo, pero que no podía sostenerse dentro de las leyes de la Física clásica.
Borh, en un alarde de audacia que resultaba impredecible en su carácter tímido y
retraído, se atrevió a soslayar estos problemas que obstaculizaban los progresos de
Rutherford con una solución tan sencilla como arriesgada: afirmó, simplemente, que los
movimientos que se daban dentro del átomo están gobernados por unas leyes ajenas a
las de la Física tradicional.
En 1913, Niels Bohr alcanzó celebridad mundial dentro del ámbito de la Física al
publicar una serie de ensayos en los que revelaba su particular modelo de la estructura
del átomo. Tres años después, el científico danés regresó a su ciudad natal para
ocupar una plaza de profesor de Física Teórica en su antigua alma mater; y, en 1920,
merced al prestigio internacional que había ido adquiriendo por sus estudios y
publicaciones, consiguió las subvenciones necesarias para la fundación del
denominado Instituto Nórdico de Física Teórica (más tarde denominado Instituto Niels
Bohr), cuya dirección asumió desde 1921 hasta la fecha de su muerte (1962). En muy
poco tiempo, este Instituto se erigió, junto a las universidades alemanas de Munich y
Göttingen, en uno de los tres vértices del triángulo europeo donde se estaban
desarrollando las principales investigaciones sobre la Física del átomo.
En 1922, año en el que Bohr se consagró definitivamente como científico de renombre
universal con la obtención del Premio Nobel, vino al mundo Aage Niels Bohr (1922),
que habría de seguir los pasos de su padre y colaborar con él en varias
investigaciones. Doctorado también en Física, fue, al igual que su progenitor, profesor
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universitario de dicha materia y director del Instituto Nórdico de Física Teórica, y recibió
el Premio Nobel en 1975.
Inmerso en sus investigaciones sobre el átomo y la Mecánica cuántica, Niels Bohr
enunció, en 1923, el principio de la correspondencia, al que añadió, en 1928, el
principio de la complementariedad. A raíz de esta última aportación se fue
constituyendo en torno a su figura la denominada "escuela de Copenhague de la
Mecánica cuántica", cuyas teorías fueron combatidas ferozmente -bien es verdad que
en vano- por Albert Einstein (1879-1955). A pesar de estas diferencias, sostenidas
siempre en un plano teórico -pues Einstein sólo pudo oponer a las propuestas de Borh
elucubraciones mentales-, el padre de la teoría de la relatividad reconoció en el físico
danés a "uno de los más grandes investigadores científicos de nuestro tiempo".
En la década de los años treinta, Niels Bohr pasó largas temporadas en los Estados
Unidos de América, adonde llevó las primeras noticias sobre la fisión nuclear descubierta en Berlín, en 1938, por Otto Hahn (1879-1968) y Fritz Strassmann (19021980)-, que habrían de dar lugar a los trabajos de fabricación de armas nucleares de
destrucción masiva. Durante cinco meses, trabajó con J. A. Wheeler en el Instituto de
Estudios Avanzados de Princeton (Nueva Jersey), y anunció, junto con su colaborador,
que el plutonio habría de ser fisionable, al igual que lo era el uranio.
De regreso a Dinamarca, fue elegido presidente de la Real Academia Danesa de
Ciencias (1939). Volvió a instalarse en Copenhague, en donde continuó investigando e
impartiendo clases hasta que, en 1943, a raíz de la ocupación alemana, tuvo que
abandonar su país natal debido a sus orígenes judíos. Su vida y la de los suyos
llegaron a estar tan amenazadas que se vio forzado a embarcar a su familia en un
pequeño bote de pesca y poner rumbo a Suecia. Pocos días después, Bohr se refugió
en los Estados Unidos y, bajo el pseudónimo de Nicholas Baker, empezó a colaborar
activamente en el denominado "Proyecto Manhattan", desarrollado en un laboratorio de
Los Álamos (Nuevo México), cuyo resultado fue la fabricación de la primera bomba
atómica.
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Al término de la II Guerra Mundial (1939-1945), retornó a Dinamarca y volvió a ponerse
al frente del Instituto Nórdico de Física Teórica. A partir de entonces, consciente de las
aplicaciones devastadoras que podían tener sus investigaciones, se dedicó a
convencer a sus colegas de la necesidad de usar los hallazgos de la Física nuclear con
fines útiles y benéficos. Pionero en la organización de simposios y conferencias
internacionales sobre el uso pacífico de la energía atómica, en 1951 publicó y divulgó
por todo el mundo un manifiesto firmado por más de un centenar de científicos
eminentes, en el que se afirmaba que los poderes públicos debían garantizar el empleo
de la energía atómica para fines pacíficos. Por todo ello, en 1957, recibió el premio
Átomos para la Paz, convocado por la Fundación Ford para favorecer las
investigaciones científicas encaminadas a la mejora de la Humanidad.
Director, desde 1953, de la Organización Europea para Investigación Nuclear, Niels
Henrik David Borh falleció en Copenhague durante el otoño de 1962, a los setenta y
siete años de edad, después de haber dejado impresas algunas obras tan valiosas
como Teoría de los espectros y constitución atómica (1922), Luz y vida (1933), Teoría
atómica y descripción de la naturaleza (1934), El mecanismo de la fisión nuclear (1939)
y Física atómica y conocimiento humano (1958).
El átomo de Bohr
Las primeras aportaciones relevantes de Bohr a la Física contemporánea tuvieron lugar
en 1913, cuando, para afrontar los problemas con que había topado su maestro y
amigo Rutherford, afirmó que los movimientos internos que tienen lugar en el átomo
están regidos por leyes particulares, ajenas a las de la Física tradicional. Al hilo de esta
afirmación, Bohr observó también que los electrones, cuando se hallan en ciertos
estados estacionarios, dejan de irradiar energía.
En realidad, Rutherford había vislumbrado un átomo de hidrógeno conformado por un
protón (es decir, una carga positiva central) y un partícula negativa que giraría
alrededor de dicho protón de un modo semejante al desplazamiento descrito por los
planetas en sus órbitas en torno al sol. Pero esta teoría contravenía las leyes de la
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Física tradicional, puesto que, a tenor de lo conocido hasta entonces, una carga
eléctrica en movimiento tenía que irradiar energía, y, por lo tanto, el átomo no podría
ser estable.
Bohr aceptó, en parte, el modelo de Rutherford, pero lo superó combinándolo con las
teorías cuánticas de Max Planck (1858-1947). En los tres artículos que publicó en el
Philosophical Magazine en 1913, enunció cuatro postulados: 1) Un átomo posee un
determinado número de órbitas estacionarias, en las cuales los electrones no radian ni
absorben energía, aunque estén en movimiento. 2) El electrón gira alrededor de su
núcleo de tal forma que la fuerza centrífuga sirve para equilibrar con exactitud la
atracción electrostática de las cargas opuestas. 3) El momento angular del electrón en
un estado estacionario es un múltiplo de h/2p (donde h es la constante cuántica
universal de Planck).
Según el cuarto postulado, cuando un electrón pasa de un estado estacionario de más
energía a otro de menos (y, por ende, más cercano al núcleo), la variación de energía
se emite en forma de un cuanto de radiación electromagnética (es decir, un fotón). Y, a
la inversa, un electrón sólo interacciona con un fotón cuya energía le permita pasar de
un estado estacionario a otro de mayor energía. Dicho de otro modo, la radiación o
absorción de energía sólo tiene lugar cuando un electrón pasa de una órbita de mayor
(o menor) energía a otra de menor (o mayor), que se encuentra más cercana (o
alejada) respecto al núcleo. La frecuencia f de la radiación emitida o absorbida viene
determinada por la relación: E1-E2=hf, donde E1 y E2 son las energías
correspondientes a las órbitas de tránsito del electrón.
Merced a este último y más complejo postulado, Borh pudo explicar por qué, por
ejemplo, los átomos de hidrógeno ceden distintivas longitudes de onda de luz, que
aparecen en el espectro del hidrógeno como una distribución fija de líneas de luz
conocida como serie de Balmer.
En un principio, esta estructura del átomo propuesta por Bohr desconcertó a la mayor
parte de los científicos de todo el mundo; pero, a raíz de que su colega y maestro
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Rutherford le felicitara efusivamente por estos postulados, numerosos investigadores
del Centro y el Norte de Europa comenzaron a interesarse por las ideas del físico
danés, y algunos de ellos -como James Franck (1882-1964) y Gustav Hertz (18871975)- proporcionaron nuevos datos que confirmaban la validez del modelo de Bohr.
Su teoría se aplicó, en efecto, al estudio del átomo de hidrógeno, aunque enseguida
pudo generalizarse a otros elementos superiores, gracias a la amplitud y el desarrollo
que le proporcionó el trabajo de Arnold Sommerfeld (1868-1951) -que mejoró el modelo
del danés para explicar la estructura fina del espectro-. De ahí que los postulados
lanzados por Bohr en 1913 puedan considerarse como las bases donde se sustenta la
Física nuclear contemporánea.
Con la formulación de estos postulados, Niels Borh logró, en efecto, dar una
explicación cuantitativa del espectro del hidrógeno; pero, fundamentalmente, consiguió
establecer los principios de la teoría cuántica del átomo en la forma más clara y concisa
posible. Pero, ante todo, su gran acierto fue señalar que estos principios eran
irracionales desde el punto de vista de la mecánica clásica, y advertir que requerían
una nueva limitación en el uso de los conceptos ordinarios de causalidad.
Para fijar las circunstancias en que debían concordar la mecánica clásica y las nuevas
teorías de la mecánica cuántica, Borh estableció en 1923 el denominado principio de
correspondencia, en virtud del cual la Mecánica cuántica debe tender hacia la teoría de
la Física tradicional al ocuparse de los fenómenos macroscópicos (o, dicho de otro
modo, siempre que las constantes cuánticas llegue a ser despreciables).
Sirviéndose de este principio, Bohr y sus colaboradores -entre los que se contaba el
joven Werner Karl Heisenberg (1901-1976), otro futuro premio Nobel de Físicatrazaron un cuadro aproximado de la estructura de los átomos que poseen numerosos
electrones; y consiguieron otros logros como explicar la naturaleza de los rayos X, los
fenómenos de la absorción y emisión de luz por parte de los átomos, y la variación
periódica en el comportamiento químico de los elementos.
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En 1925, su ayudante Heisenberg enunció el principio de indeterminación o de
incertidumbre, según el cual era utópica la idea de poder alcanzar, en el campo de la
microfísica, un conocimiento pleno de la realidad de la Naturaleza en sí misma o de
alguna de las cosas que la componen, ya que los instrumentos empleados en la
experimentación son objetos naturales sometidos a las leyes de la física tradicional.
La formulación de este luminoso principio de Heisenberg sugirió, a su vez, a Bohr un
nuevo precepto: el principio de complementariedad de la Mecánica cuántica. Partiendo
de la dualidad onda-partícula recientemente enunciada por el joven Louis de Broglie
(1892-1987) -es decir, de la constatación de que la luz y los electrones actúan unas
veces como ondas y otras como partículas-, Bohr afirmó que, en ambos casos, ni las
propiedades de la luz ni las de los electrones pueden observarse simultáneamente, por
más que sean complementarias entre sí y necesarias para una interpretación correcta.
En otras palabras, el principio de complementariedad expresa que no existe una
separación rígida entre los objetos atómicos y los instrumentos que miden su
comportamiento. Ambos son, en opinión de Bohr, complementarios: elementos de
diversas categorías, incluyendo fenómenos pertenecientes a un mismo sistema
atómico, pero sólo reconocibles en situaciones experimentales físicamente
incompatibles.
Siguiendo este razonamiento, Bohr también consideró que eran complementarias
ciertas descripciones, generalmente causales y espacio-temporales, así como a ciertas
propiedades físicas como la posición y el momento precisos. En su valioso ensayo
titulado Luz y vida (1933), el científico danés, dando una buena muestra de sus
singulares dotes para la especulación filosófica, analizó las implicaciones humanas de
este principio de complementariedad.
En la década de los años treinta, el creciente interés de todos los científicos
occidentales por el estudio del interior del núcleo del átomo -con abundante
experimentación al respecto- llevó a Bohr al estudio detallado de los problemas
surgidos al tratar de interpretar los nuevos conocimientos adquiridos de forma tan
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repentina por la Física atómica. Fue así como concibió su propio modelo de núcleo, al
que comparó con una gota líquida, y propuso la teoría de los fenómenos de
desintegración nuclear. Con ello estaba sentando las bases de la fisión nuclear, que
acabaría dando lugar al más poderoso instrumento de exterminio concebido hasta
entonces por el ser humano: la bomba atómica.
Bohr no llegó, empero, en primer lugar al hallazgo de la fisión nuclear, conseguida por
vez primera -como ya se ha indicado más arriba- por Otto Hahn y Fritz Strassmann, en
el Berlín de 1938. El 15 de enero de 1939 llevó las primeras nuevas de este logro
científico a los Estados Unidos de América, en donde demostró que el isótopo 235 del
uranio es el responsable de la mayor parte de las fisiones. Durante este fructífero
período de colaboración, en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton (Nueva
Jersey), con J. A. Wheeler, esbozó una nueva teoría del mecanismo de fisión, según la
cual el elemento 94 -es decir, el plutonio, que no habría de ser obtenido hasta un año
después por Glenn Theodore Seaborg (1912-1999)-, tendría, el proceso de fisión
nuclear, idéntico comportamiento al observado en el U-235.
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Erwin Schrödinger
Viena, 1887-id., 1961) Físico austriaco. Compartió el Premio Nobel de Física del año
1933 con Paul Dirac por su contribución al desarrollo de la mecánica cuántica. Ingresó
en 1906 en la Universidad de Viena, en cuyo claustro permaneció, con breves
interrupciones, hasta 1920. Sirvió a su patria durante la Primera Guerra Mundial, y
luego, en 1921, se trasladó a Zurich, donde residió los seis años siguientes.
En 1926 publicó una serie de artículos que sentaron las bases de la moderna mecánica
cuántica ondulatoria, y en los cuales transcribió en derivadas parciales su célebre
ecuación diferencial, que relaciona la energía asociada a una partícula microscópica
con la función de onda descrita por dicha partícula. Dedujo este resultado tras adoptar
la hipótesis de De Broglie, enunciada en 1924, según la cual la materia y las partículas
microscópicas, éstas en especial, son de naturaleza dual y se comportan a la vez como
onda y como cuerpo.
Atendiendo a estas circunstancias, la ecuación de Schrödinger arroja como resultado
funciones de onda, relacionadas con la probabilidad de que se dé un determinado
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suceso físico, tal como puede ser una posición específica de un electrón en su órbita
alrededor del núcleo.
En 1927 aceptó la invitación de la Universidad de Berlín para ocupar la cátedra de Max
Planck, y allí entró en contacto con algunos de los científicos más distinguidos del
momento, entre los que se encontraba Albert Einstein.
Permaneció en dicha universidad hasta 1933, momento en que decidió abandonar
Alemania ante el auge del nazismo y de la política de persecución sistemática de los
judíos. Durante los siete años siguientes residió en diversos países europeos hasta
recalar en 1940 en el Dublin Institute for Advanced Studies de Irlanda, donde
permaneció hasta 1956, año en el que regresó a Austria como profesor emérito de la
Universidad de Viena.
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Werner Heisenberg
(Wurzburgo, Alemania, 5 de diciembre de 1901 – Múnich, 1 de febrero de 1976) fue un
físico alemán. Es conocido sobre todo por formular el principio de incertidumbre, una
contribución fundamental al desarrollo de la teoría cuántica. Este principio afirma que
es imposible medir simultáneamente de forma precisa la posición y el momento lineal
de una partícula. Heisenberg fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1932.
El principio de incertidumbre ejerció una profunda influencia en la física y en la filosofía
del siglo XX.
Werner Karl Heisenberg nació el 5 de diciembre de 1901 en Würzburgo y estudió en la
Universidad de Múnich. En 1923 fue ayudante del físico alemán Max Born en la
Universidad de Gotinga, y desde 1924 a 1927 obtuvo una beca de la Fundación
Rockefeller para trabajar con el físico danés Niels Bohr en la Universidad de
Copenhague. En 1927 fue nombrado profesor de física teórica en la Universidad de
Leipzig. Después fue profesor en las universidades de Berlín (1941-1945), Gotinga
(1946-1958) y Múnich (1958-1976). En 1941 ocupó el cargo de director del Instituto
Kaiser Wilhelm de Física, que en 1946 pasó a llamarse Instituto Max Planck de Física.
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Estuvo a cargo de la investigación científica del proyecto de la bomba atómica alemana
durante la II Guerra Mundial. Bajo su dirección se intentó construir un reactor nuclear
en el que la reacción en cadena se llevara a cabo con tanta rapidez que produjera una
explosión, pero estos intentos no alcanzaron éxito. Estuvo preso en Inglaterra después
de la guerra. Murió en 1976.
Heisenberg realizó sus aportaciones más importantes en la teoría de la estructura
atómica. En 1925 comenzó a desarrollar un sistema de mecánica cuántica,
denominado mecánica matricial, en el que la formulación matemática se basaba en las
frecuencias y amplitudes de las radiaciones absorbidas y emitidas por el átomo y en los
niveles de energía del sistema atómico.
El principio de incertidumbre desempeñó un importante papel en el desarrollo de la
mecánica cuántica y en el progreso del pensamiento filosófico moderno. En 1932,
Heisenberg fue galardonado con el Premio Nobel de Física. Entre sus numerosos
escritos se encuentran Los principios físicos de la teoría cuántica, Radiación cósmica,
Física y filosofía e Introducción a la teoría unificada de las partículas elementales.
En 1925, Heisenberg inventa la mecánica cuántica matricial. Lo que subyace en su
aproximación al tema es un gran pragmatismo. En vez de concentrarse en la evolución
de los sistemas físicos de principio a fin, concentra sus esfuerzos en obtener
información sabiendo el estado inicial y final del sistema, sin preocuparse demasiado
por conocer en forma precisa lo ocurrido en el medio. Concibe la idea de agrupar la
información en forma de cuadros de doble entrada. Fue Max Born quien se dio cuenta
de que esa forma de trabajar ya había sido estudiada por los matemáticos y no era otra
cosa que la teoría de matrices. Uno de los resultados más llamativos es que la
multiplicación de matrices no es conmutativa, por lo que toda asociación de cantidades
físicas con matrices tendrá que reflejar este hecho matemático. Esto lleva a Heisenberg
a enunciar el Principio de indeterminación.
La teoría cuántica tiene un éxito enorme y logra explicar prácticamente todo el mundo
microscópico. En 1932, poco antes de cumplir los 31 años, recibe el Premio Nobel de
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Física por «La creación de la mecánica cuántica, cuyo uso ha conducido, entre otras
cosas, al descubrimiento de las formas alotrópicas del hidrógeno».
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Dmitri Mendeléev
Fue un químico ruso, creador de la Tabla periódica de los elementos. Sobre las bases
del análisis espectral establecido por Bunsen y Kirchoff, se ocupó de problemas
químico-físicos relacionados con el espectro de emisión de los elementos. Realizó las
determinaciones de volúmenes específicos y analizó las condiciones de licuefacción de
los gases, así como también el origen de los petróleos.
Su investigación principal fue la que dio origen a la enunciación de la ley periódica de
los elementos, base del sistema periódico que lleva su nombre. En 1869 publicó su
libro Principios de la química, en el que desarrollaba la teoría de la Tabla periódica de
los elementos.
Dmitri Ivánovich Mendeléiev nació en Tobolsk (Siberia) el 8 de febrero de 1834. Era el
menor de al menos 17 hermanos de la familia formada por Iván Pávlovich Mendeléyev
y María Dmítrievna Mendeléyeva. Los últimos años de la carrera los pasó en la
enfermería debido a un erróneo diagnóstico de tuberculosis. Aun así, se graduó en
1855 como el primero de su clase y presentando su primera memoria de química sobre
El isomorfismo en relación con otros puntos de contacto entre las formas cristalinas y la
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composición. Presentó la tesis Sobre volúmenes específicos para conseguir la plaza de
maestro de escuela, y la tesis Sobre la estructura de las combinaciones silíceas para
alcanzar la plaza de cátedra de química en la Universidad de San Petersburgo. A los
23 años era ya encargado de un curso de dicha universidad.
Gracias a una beca pudo ir a Heidelberg, donde realizó diferentes investigaciones junto
a Kirchhoff y Bunsen publicando un artículo sobre "La cohesión de algunos líquidos y
sobre el papel de la cohesión molecular en las reacciones químicas de los cuerpos”.
Este trabajo lo pudo realizar gracias a unos aparatos de precisión encargados en París
con los cuales encontró la temperatura absoluta de ebullición, y descubrió por qué
algunos gases no se podían licuar (porque se encontraban por encima de la
temperatura de ebullición).
Participó en el congreso de Karlsruhe donde quedó impresionado por las ideas sobre el
peso de los elementos que planteó Cannizzaro. Al volver a San Petersburgo se
encontró sin trabajo fijo, lo que le dio tiempo para escribir diferentes obras. Entre las
cuales destaca su libro Química orgánica, que escribió influido por lo que había
escuchado en Karlsruhe.
En 1864 fue nombrado profesor de Tecnología y Química del Instituto Técnico de San
Petersburgo. En 1867 ocupó la cátedra de Química en la Universidad de San
Petersburgo donde estudió el isomorfismo, la compresión de los gases y las
propiedades del aire enrarecido. Permanecería en esta cátedra 23 años. Mendeléyev
estaba a favor de la introducción de reformas en el sistema educativo ruso. No
consiguió ser elegido presidente de la academia imperial de ciencias debido a su
liberalismo. En 1890 terminó su estancia en la universidad debido a que intercedió por
los estudiantes entregando una carta dirigida al Zar a Deliánov, Ministro de Instrucción
Pública. En 1890 terminó su estancia en la universidad debido a que intercedió por los
estudiantes entregando una carta dirigida al Zar a Deliánov, Ministro de Instrucción
Pública.
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En 1865, tras la liberación de los siervos obtenida en 1861, decidió comprar una granja
en la que puso en práctica métodos científicos para la mejora de la cosecha y tuvo una
relación humanitaria con los campesinos. Obtuvo un rendimiento muy por encima de lo
que se producía antes, por lo que muchos campesinos de granjas cercanas fueron a
pedir su consejo.
En 1869 publicó la mayor de sus obras, Principios de química, donde formulaba su
famosa tabla periódica, traducida a multitud de lenguas y que fue libro de texto durante
muchos años.
En 1876 fue enviado a Estados Unidos, para informarse sobre la extracción del
petróleo y ponerla luego en práctica en el Cáucaso. El estudio del refino del petróleo lo
llevó a investigar el fenómeno de la atracción de las moléculas de cuerpos
homogéneos o diferentes, materia que estudió hasta el día de su muerte. En 1887,
publicó Estudio de las disoluciones acuosas según el peso específico, donde concluye
que las soluciones contienen asociaciones de moléculas hidratadas en un estado de
equilibrio móvil, que se disocian de diferentes maneras siguiendo el tanto por ciento de
concentración.
En 1887 emprendió un viaje en globo en solitario para estudiar un eclipse solar.
En 1889 fue nombrado miembro honorario del Consejo de Comercio y Manufacturas.
El sistema periódico es la clasificación de todos los elementos químicos, naturales o
creados artificialmente.
A medida que se perfeccionaron los métodos de búsqueda, el número de elementos
químicos conocidos fue creciendo sin cesar y surgió la necesidad de ordenarlos de
alguna manera. Se realizaron varios intentos, pero el intento decisivo lo realizó un
científico ruso, Mendeléyev, que creó lo que hoy se denomina sistema periódico.
Mendeléev ordenó los elementos según su masa atómica, situando en una misma
columna los que tuvieran algo en común. Al ordenarlos, se dejó llevar por dos grandes
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intuiciones; alteró el orden de masas cuando era necesario para ordenarlos según sus
propiedades y se atrevió a dejar huecos, postulando la existencia de elementos
desconocidos hasta ahora.
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John Alexander Reina Newlands
En 1864, el químico inglés John Alexander Reina Newlands (1837-98) ordenó los
62 elementos conocidos hasta la fecha según sus pesos atómicos crecientes, y
observó que esta ordenación también colocaba las propiedades de los elementos
en un orden, al menos parcial. Al disponer los elementos en columnas verticales de
siete, los que eran semejantes tendían a quedar en la misma fila horizontal. Así, el
potasio quedó cerca del sodio, muy semejante a él; el selenio quedó en la misma
línea que el azufre, muy parecido; el calcio próximo al magnesio, y así
sucesivamente.
Newlands llamó a esto la ley de las octavas. Desgraciadamente, mientras unas
filas de esta tabla contenían elementos semejantes, otras contenían elementos
enormemente dispares. Los demás químicos pensaron que lo que Newlands
trataba de demostrar era más una coincidencia que algo significativo. No pudo
conseguir que su trabajo fuese publicado.
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Más éxito tuvo el químico alemán Julius Lothar Meyer (1830-95). Meyer consideró
el volumen ocupado por determinados pesos fijos de los diversos elementos. En
tales condiciones, cada peso contenía el mismo número de átomos de su
elemento. Esto significaba que la razón de los volúmenes de los diversos
elementos era equivalente a la razón de los volúmenes de los átomos simples que
componían a dichos elementos. Así, pues, se podía hablar de volúmenes atómicos.
Al representar los volúmenes atómicos de los elementos en función de los pesos
atómicos, se obtenían una serie de ondas que alcanzaban valores máximos en los
metales alcalinos: sodio, potasio, rubidio y cesio. Cada descenso y subida a un
máximo o mínimo correspondería a un período en la tabla de elementos. En cada
período, también descendían y subían otras propiedades físicas, además del
volumen atómico.
El hidrógeno, el primero de la lista de elementos (porque tiene el peso atómico más
bajo), es un caso especial, y puede considerarse que constituye él solo el primer
período. El segundo y tercer períodos de la tabla de Meyer comprendían siete
elementos cada uno, y repetían la ley de Newlands de las octavas. Sin embargo,
las dos ondas siguientes comprendían más de siete elementos, y esto demostraba
claramente que Newlands había cometido un error. No se podía forzar a que la ley
de las octavas se cumpliese estrictamente a lo largo de toda la tabla de elementos,
con siete elementos en cada fila horizontal. Los últimos períodos tenían que ser
más largos que los primeros.
Meyer publicó su trabajo en 1870, pero llegó demasiado tarde. Un año antes, el
químico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleiev (1834-1907) había descubierto también
el cambio en la longitud de los períodos de los elementos, pasando luego a
demostrar las consecuencias de manera particularmente espectacular.
Mendeleiev atacó las cuestiones desde el punto de vista de la valencia. Observó
que los primeros elementos de la lista mostraban un cambio progresivo en sus
valencias. Es decir, el hidrógeno tenía una valencia de 1, el litio de 1i, el berilio de
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2, el boro de 3, el carbono de 4, el nitrógeno de 3, el azufre de 2, el flúor de 1, el
sodio de 1, el magnesio de 2, el aluminio de 3, el silicio de 4, el fósforo de 3, el
oxígeno de 2, el cloro de 1, y así sucesivamente.
La valencia subía y bajaba, estableciendo períodos: en primer lugar, el hidrógeno
solo; después, dos períodos de siete elementos cada uno; a continuación, períodos
que contenían más de siete elementos. Mendeleiev utilizó su información para
construir no un gráfico, como Meyer y Beguyer de Chancourtois habían hecho, sino
una tabla como la de Newlands.
Dicha tabla periódica de elementos era más clara y llamativa que un gráfico, y
Mendeleiev evitó el error de Newlands de insistir en la repetición de períodos
iguales.
Con el fin de que los elementos cumpliesen la condición de tener la misma valencia
cuando estuviesen en una columna determinada, Mendeleiev se vio obligado en
uno o dos casos a colocar un elemento de peso atómico ligeramente superior
delante de otro de peso atómico inferior. Así, el teluro (pero atómico 17,6, valencia
2) tuvo que colocarlo delante del yodo (peso atómico 126,9, valencia i) con el fin de
mantener el teluro en la columna de valencia 2 y el yodo en la columna de valencia
i.
Por si esto fuera poco, descubrió que era necesario dejar huecos enteros en su
tabla. En lugar de considerar estos huecos como imperfecciones de la tabla,
Mendeleiev los tomó intrépidamente como representantes de elementos todavía no
descubiertos.
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Johann Wolfgang Döbereiner
Químico alemán. Profesor en la Universidad de Jena, estudió los fenómenos de
catálisis y realizó algunos intentos de clasificación de los elementos conocidos
(tríadas de Döbereiner), agrupándolos por sus afinidades y semejanzas: cloro,
bromo y yodo; litio, sodio y potasio; azufre, selenio y teluro.
En 1829 hizo uno de los primeros intentos de agrupar los elementos de
propiedades análogas, señaló que en ciertos grupos de 3 elementos había un
cierto parecido, de ahí el nombre Tríos.
Döbereiner intentó relacionar las propiedades químicas de estos elementos (y de
sus compuestos) con los pesos atómicos, observando una gran analogía entre
ellos, y una variación gradual del primero al último.
En su clasificación de las tríadas (agrupación de tres elementos) Döbereiner
explicaba que el peso atómico promedio de los pesos de los elementos extremos,
es parecido al peso atómico del elemento de en medio. Por ejemplo, para la tríada
Cloro, Bromo, Yodo, los pesos atómicos son respectivamente 36, 80 y 127; si
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sumamos 36 + 127 y dividimos entre dos, obtenemos 81, que es aproximadamente
80 y si le damos un vistazo a nuestra tabla periódica el elemento con el peso
atómico aproximado a 80 es el bromo lo cual hace que concuerde un aparente
ordenamiento de tríadas.
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Chan Courtois
Fue un geólogo, y mineralogista francés, fue el primero en arreglar los elementos
químicos según su masa atómica, en 1862, poniendo en evidencia una cierta
periodicidad entre los elementos de la tabla.
Aunque esta publicación fue significativa, fue excelente por los químicos al haberla
escrito en términos geológicos. Recién con la Tabla de Dmitri Mendeléyev
publicada en 1869 se lo reconoce.1
El creó la tabla periódica. En 1864, Chancourtois construyó una hélice de papel, en
la que estaban ordenados por pesos atómicos (masa atómica) los elementos
conocidos, arrollada sobre un cilindro vertical. Se encontraba que los puntos
correspondientes estaban separados unas 16 unidades. Los elementos similares
estaban prácticamente sobre la misma generatriz, lo que indicaba una cierta
periodicidad, pero su diagrama pareció muy complicado y recibió poca atención.
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En 1864, Chancourtois y Newlands(químico inglés), anuncian la Ley de las
octavas: las propiedades se repiten cada ocho elementos. Pero esta ley no puede
aplicarse a los elementos más allá del Calcio. Esta clasificación es por lo tanto
insuficiente, pero la tabla periódica comienza a existir. Importante químico.
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Referencias
Biografia científicos http://www.100ciaquimica.net/biograf/cientif/N/.htm. T omado el
16 de marzo de 2013.
Biografias y Vidas http://www.biografiasyvidas.com/biografia/d/. Tomado el 16 de
marzo de 2013.